觸頭沖模成型工藝與模具設計

1、觸頭 沖模成型工藝與模具設計第一章 沖裁件的工藝分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性，即設計的沖壓件在材料、結構、形狀、尺寸大少及公差和尺寸基準等各方面是否符合沖壓加工的工藝要求。沖壓件的工藝性好壞，直接影響到加工的難易程度。工藝性差的沖壓件，材料損耗和廢品率會增加，甚至于無法正常生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。該制件形狀簡單，尺寸一般，厚度為2mm，一般批量，屬于普通沖裁件。1.1材料：該制件的材料為T2鋼板，硬態(tài)。錫青銅帶 Q Sn6.5-0.1 (M) 硬態(tài)，帶料，抗剪強度 = 255 MP. 抗拉強度 b = 294 MP斷后伸長率為10 = 38 % 。此材料具有良好的彈性和塑性，其沖裁

2、加工性較好。工件的結構形狀與尺寸：該零件結構具有對稱性，三個矩形孔、兩個長圓孔、兩個凹坑組成。在設計時，采用少廢料排樣，且在尖角處采用圓角過渡，查相關表，得圓角半徑r=0.2t=0.2*2=0.4，根據(jù)零件圖，為了獲得較好的表面質(zhì)量，各沖裁凸模都采用圓角過渡，查表，矩形凸模的圓角應大于0.9*t，取r=0.6*2=1.2mm（寬度）對于長圓孔不小于0.7t，取r=0.7*2=1.4mm沖裁件的尺寸精度與表面粗糙度分析該零件所要求的表面光潔度為4級，所有未注尺寸公差均IT13級計算。1.2沖裁件工藝方案的確定通過對工件的結構分析，該件由沖孔、落料、脹形三道工序完成，但是工件的尺寸精度要求不高，形

3、狀一般，生產(chǎn)批量為中批量。決定采用復合模具一次完成，在結構上采用倒裝復合模具，采用側壓裝置，進行左右定位，那前后定位采用浮動擋料銷。通過對結構的分析，其方案有以下三種： 1、沖孔落料壓?。◤秃夏＃?2、落料沖孔壓?。◤秃夏＃?3、沖孔壓印落料（級進模） 本套模具結構采用倒裝復合模，落料凹模裝在上模，沖孔凸模也在上模，這樣構成了鑲拼式凸凹模，起結構得到簡化。其方案的確定，最終由結構制約。方案一，其工序過程簡單，制件的形狀尺寸及精度便于控制，且制造誤差很小。方案二，其落料工序之后，制件的位置尺寸將難以保證，故不能采用其工序。方案三，由于采用級進模，則模具結構很復雜。本設計來自：我要畢業(yè)設計網(wǎng)在畢業(yè)

4、設計網(wǎng)注冊后聯(lián)系客服均可獲贈您要求的畢業(yè)設計資料客服QQ：8191040 說明：本軟件/論文系有償閱讀、使用，完整CAD圖紙或源代碼請聯(lián)系客服購買*全國最全畢業(yè)設計，詳細目錄請加QQ8191040索取模具畢業(yè)設計（注塑模，沖壓模），計算機畢業(yè)設計（ASP, ASP.NET, C#, Delphi, JAVA, JSP, PB, VC,VB,VFP等）機械畢業(yè)設計，電子信息類畢業(yè)設計，土木路橋畢業(yè)設計等等7萬余篇本科碩士論文，工商管理畢業(yè)論文 漢語言文學畢業(yè)論文 國際貿(mào)易學畢業(yè)論文 經(jīng)濟管理畢業(yè)論文 會計學論文 教育類畢業(yè)論文等第二章 排樣設計2.1排樣圖排樣是指工件在條料、帶料或板料是布置的方

5、法。工件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用），與零件的形狀有密切關系。按零件的不同幾何形狀，可得出其相適合的排樣類型。即按材料的經(jīng)濟利用程度，排樣可分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種。合理利用，決定著產(chǎn)品生產(chǎn)成本的高低，因此排樣是很重要的。根據(jù)工件的結構特點，選用少廢料排樣。排樣圖如下所示： 圖2-1 查沖壓設計資料表2-15，得工件間搭邊值a1=2.0mm，側邊搭邊值a2=2.2mm. 因采用側壓裝置進行定位，那計算公式： 條料寬度B=D+2a+式中： B條料的基本尺寸 a側面搭邊 條料下料剪公差 D條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸。 查表 沖壓工藝與模具設計 得：=0.6 mm 即B= mm 2.

6、2條料進距的確定進距是指在模具中逐次送進時每次向前移動的距離。進距的大小和精度直接影響沖件的外形精度內(nèi)外形相對位置精度和沖切過程能否順利完成。進距的基本計算公式如下所示， S = A + B + 2M其中：S進距的基本尺寸mmM搭邊寬度mmA ，B外型基本尺寸mm 進料步距X=27+2=29 mm2.3利用率計算 在沖壓零件成本中，材料費用約占60以上那么合理的排樣，會降低產(chǎn)品的成本，計算材料的利用率是很關鍵的。 計算公式：= ×100= × 100 式中： 材料利用率 F工件實際面積 A送料步距 B條料寬度根據(jù)工件圖上尺寸可得：F=178 ×80=1360 A

7、×B =29×85=2465 即 =×100%=55.17% 從材料利用率上看，這種排樣是合理的。2.4利用率的提高從上節(jié)看出，若能減少廢品面積。則材料的利用率高。廢料可分為工藝廢料與結構廢料兩種。搭邊和余料屬工藝廢料，這是與排樣形式及沖壓方式有關的廢料；結構廢料由工件的形狀特點決定，一般不能改變。所以只有設計合理的排樣方案，減少工藝廢料，才能提高材料利用率。排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的結構與壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術、經(jīng)濟指標。排樣時應考慮如下原則：提高材料利用率 (不影響制件使用性能前提下，還可適當改變制件形狀) 排

8、樣方法使應操作方便，勞動強度小且安全。 模具結構簡單、壽命高。 保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。第三章 沖壓壓力機的選用3.1計算沖裁力：沖裁力是選用壓力機的依據(jù)，也是設計模具時校核模具強度及剛度的依據(jù)。選用時壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁工藝的需求。本次設計模具刃口為普通的，其沖裁力Fp計算公式： Fp=Kp*t*L*Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙的波動（數(shù)值的變化或分而不均）、潤滑情況、材料力學性能與厚度公差變化等因素而設置的安全系數(shù)，一般取1.3。當查不到抗剪強度時，可用抗拉強度b代替，而取Kp = 1 近似計算法計算。查閱相關資料可得： 銅的抗剪強

9、度&=240 MPa根據(jù)經(jīng)驗，取Kp=1.3 t=2 mm 由工件圖尺寸得：L=80+2*3.14*5+2*17=111.4 mmFp= Kp*t*L* 3.2推件力、卸料力影響卸料力和推件力的因素很多，要精確的計算很困難。在實際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗公式計算：卸料力 Fx = KFp頂件力 FQ2= K1Fp 式中： Fp 沖裁力（N）；K 卸料力系數(shù)，其值為0.05 0.10 (薄料取大值，厚料取小值)K1 頂件力系數(shù)，其值為0.06 0.08 (薄料取大值，厚料取小值)h為直刃口部分的高（mm），t 為材料厚(mm)卸料力: FX= KFp K=0.02 =0.02×6864

10、0 =1372.8(N)推件力: FQ2 = K1Fp K1 =0.04 =0.04×68640 =2745.6(N) 二者合力為4118.4 N 3.3壓印力因為該工序中，有壓印工序，即需要計算壓印力F1。其計算公式： =P* P=1.15*2t/D 式中： 壓印力 壓印面積.取=3*3*3.14=28026 P壓印壓力系數(shù) 近似抗拉強度.=240 MPa t工件厚度.t=2 mm D壓印最大直徑.取D=8 mm則 P=1.15*240*2*2/8 =138 MPa =138*3*3*3.14=3899.88 N沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于等于各沖裁工藝力的總和FPE: FPE

11、 = F1+FP1 + FQ2 + FT =3899.88+68640+4118.4即 總壓力F=查沖壓工藝與模具設計，附表A-1 沖壓設備的規(guī)格從中可選用開式雙柱可傾式壓力機，型號為JH23-16 其相關參數(shù)如下： 3.4壓力機的參數(shù)根據(jù)沖裁力和壓印力計算可知： FPE =160KN,查表得：（如下表所示）名稱開式雙柱可傾式壓力機閉合高度調(diào)節(jié)量/mm45型號J h2316立柱間距離/mm220工程壓力/KN160最大裝模高度/mm220滑快行程/mm50工作臺尺寸/mm前后300左右450行程次數(shù)（次.min-1）150墊板尺寸/mm厚度40孔徑210最大閉合高度mm220模柄孔尺寸/mm直

12、徑40深度603.5壓力機的校核壓力機的裝模高度沖模閉合高度H模是指模具在最底的工位時，下模座的地面到頂面 的距離。再計具時它應與壓力機的閉合高度相協(xié)調(diào)。壓力機的閉合高度H是指滑塊在下死點時，工作臺面至滑塊下平面的距離。大多數(shù)壓力機，其連桿長度可以調(diào)節(jié)，也既壓力機的閉合高度可以調(diào)整。當連桿調(diào)至最短時，壓力機閉合高度最大，稱最大閉合高度Hmax,連桿調(diào)至最長時，壓力機閉合高度最小，稱最小閉合高度Hmin。模具的閉合高度必須適合于壓力機的閉合高度范圍要求它們之間的關系為：（Hmaxh1）5h(Hminh1)+10模具的閉合高度介于壓力機的最大裝模高度和最小裝模高度之間，并考慮留有適當余量.計算公式

13、如下 ： （Hmax-H1）-5 H （Hmin-H1）+10mm Hmax壓力機的最大閉合高度 Hmin壓力機的最小閉合高度 (壓力機連桿調(diào)節(jié)長度 80mm) H1 壓力機工作墊板厚度H 模具的閉和高度Hmax-H1壓力機的最大裝模高度Hmin-H1壓力機的最小裝模高度根據(jù)公式得：175 195 220符合條件3.6其他參數(shù)1壓力機工作臺尺寸 壓力機工作臺上墊板的平面尺寸應大于模具下模座的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地，一般每邊留50702壓力機工作臺孔尺寸 模具底部設置漏料孔尺寸必須小于工作臺孔尺寸3壓力機的模柄孔尺寸 模柄的高度應小于模檳安裝孔的深度。第四章 模具結構設計4.1落料凹

14、模結構設計凹模洞口的類型：凹模的孔口形式通常有如圖4-1所示的幾種。圖中a、e為 直壁形，刃口強度高，刃磨后空口尺寸不變，制造方便。但是在孔口 內(nèi) 易于積存工件或廢料，增大了凹模的脹力、推件力和孔壁的磨損； 磨損后每次的修磨量大，模具的總壽命較低。此外，凹模磨損后孔口可能成倒錐，使沖成的工件或廢料反跳到凹模表面上，造成操作困難。直壁形孔口 凹模適用于沖裁精度較高、厚度較大的工件。對于上頂出工件（或廢料）的模具也采用此種孔口形式。a適用于圓形或矩形工件；e適用于形狀復雜的工件。b、c、d的孔口為錐形，孔口 內(nèi)不 易于積存工件或廢料，孔壁所受的脹力、摩擦力小，所以凹模的磨損及每次的餓刃磨量小。但刃

15、口強度較低，且刃口的尺寸在修磨后略有增大。一般用于形狀簡單，精度要求不高和較薄的沖裁件。c適用于較復雜的沖裁加件；d用于沖裁薄料和凹模厚度較薄的情況。f為凸臺式凹模，適用于沖裁軟而薄的金屬與非金屬材料，這種材料一般不淬火或淬火強度不高（3538）HRC，可以用手錘敲打凸臺斜面以調(diào)整模具間隙，直到試沖出滿意的沖壓件為止。  圖4-1根據(jù)上述分析本模具采用 a 為合理。凹模的固定方法和主要技術要求由于該模具結構是倒裝的，則落料凹模裝在上模，用臺階將其固定。根據(jù)總體結構的約束，凹模的內(nèi)部有沖孔凸模，內(nèi)部應留有鑲嵌小凸模的孔。且在凹模內(nèi)部鑄造脹形的凸模，其尺寸精度有很高的要求。同時采用鑲拼式

16、的結構，其材料選用T10A。 其結構如下所示： 圖4-2 落料凹模凹模的外形尺寸設計過程：凹模的外形一般有圓形和矩形兩種，不管那種形狀都應保證凹模有足夠的強度、剛度和修磨量。凹模厚度經(jīng)驗公式：HK*b (15 mm)凹模壁厚經(jīng)驗公式：c(1.52)H (3040 mm)其中 b沖裁件的最大外形尺寸。 K影響扳料厚度的系數(shù)。查表 沖壓工藝與模具設計 得K=0.28 則 H0.28*80 mm=22.4 mm 取H=24 mm 即 c1.5*24 mm=36 mm 凹模的總長L=（36*2+80）mm=152 mm 凹模的總寬B=（27+2*36）mm=99 mm 取B=100mm 凸凹模結構設計

17、 凸模是指落料凸模，凹模是指沖孔凹模。其結構如下所示： 圖4-3 凸凹模 4.2凸模結構類型的確定通常分為兩大類。一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方與尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切割方法進行加工。臺階式凸模一般采用機械加工，當形狀復雜時，成形部分常采用成型磨削。對于圓形凸模， GB286381的冷沖模標準已制訂出這類的凸模的標準結構形式與尺寸規(guī)格。根據(jù)工件以及裝配結構的要求選用整體式臺階凸模結構。故選用臺階固定的方法。 4.3凸模長度的計算應根據(jù)模具結構的需要來確定。若采用固定卸料板和導料板結構時，凸模的長度應該為：LH1H2H3（1520）mm 若采用彈性卸料板和導料板結

18、構，凸模的長度應該為：LH1H2H4  式中： L凸模的長度H1凸模固定板的厚度H2卸料板的厚度H3導料板的厚度H4卸料彈性元件被預壓后的厚度其中1520mm為附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。 凸模長度應該為L=L1+L2+（1015） =30+15+15+9=69 mm4.4模具材料的選用模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。因此應有高的硬度與適當?shù)捻g性。形狀簡單且模具壽命要求不高的凸?？蛇x用 T8A、T10A等材料；形狀復雜且模具有較高壽命要求的凸模應選 Cr12、r12MoV、CrWMn等制造，HRC取5862，要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。因此本套模具的凸模材料：選用T10A鋼 圖4-4凸模的結構第五章 沖模零部件設計5.1模柄：根據(jù)壓力機的模柄孔，其基本尺寸為40 mm，可得模柄的基本尺寸為40 mm，查沖壓設計資料，表8-33，選用型模柄材料為A3鋼其結構如下： 圖5-1 模柄5.2 模架的選用 根據(jù)凹模邊界尺寸L*B=152